新一代智能手机芯片产品的关键技术

何彦平

随着智能手机相关技术的不断研发，目前智能手机已经完全进入了人们的生活，成为了当代人们不能缺少的通信、娱乐工具，同时也是当前移动互联网的重要基础。但智能手机芯片的同质化现象非常突出，使得手机芯片的生命周期直线下降。再加上智能手机一直在朝着轻薄化、大屏化、低价化等方向发展，使得手机芯片的能耗与性能之间出现了较多的冲突，不利于智能手机产业处于良性发展。在这种背景下，探讨新一代智能手机芯片产品的关键技术就显得非常重要，能够显著提高智能手机芯片的技术层次，大大拓展芯片的生命周期。

1 智能手机芯片产品技术发展趋势

智能手机的芯片主要有5个部分组成，即基带芯片、应用处理芯片、射频收发器、电源管理芯片等。不同的芯片能够使得智能手机具有不同的功能，同时也可以显著提高智能手机的综合性能。在多年的发展中，新一代智能手机芯片产品技术对上述5个模块的分类已经开始变得模糊，一些芯片也出现了相互整合。比如基带芯片和应用处理芯片在很多智能手机产品中都实现了整合，使得智能手机芯片的总体尺寸显著下降，同时也降低了智能手机芯片的成本。

2 新一代智能手机芯片产品关键技术分析

2.1 CPU部件

智能手机的CPU是整个手机的核心部件，从刚开始的单核慢慢发展到四核，而到现在八核手机 CPU也非常普遍。目前越来越多的年轻人使用智能手机来玩游戏，使得他们对于手机CPU性能的重视程度也越来越高。在新一代智能手机的CPU行业领域中，ARM基本上已经占有了大部分的市场份额，而Intel系列的CPU很难在这种市场背景下有所突破。当前市场中流行的智能手机 CPU一般都处于 ARMV7和ARMV8构架中。其中ARMV7的Cortex-A15的综合性能比较高，并且产品本身也非常重视运行过程中的最佳能效，在具体使用中可以达到性能与功耗的相对平衡。这一系列智能手机的代表作品有三星的Exynos 5 Octa等。而 ARMV8的A5x系列产品是目前 ARM 领域的最佳处理器，综合性能处于顶尖水平，比Cortex-A15相比整体性能提升率在30%左右。

2.2 SDR技术

智能手机芯片产品的SDR技术主要是指软件定义无线电技术。其主要是使用可配置的软件单元来实现手机的无线通信系统。在以前的时候，这项技术主要用于各个通信基站中，很难在手机中应用。但是随着智能手机的相关技术发展，SDR技术也开始在手机芯片产品中有了更高的发展潜力。特别是在4G通信的背景下，新一代智能手机的多模需求越来越突出，使得SDR技术的应用空间也逐步扩大。当前SDR技术已经开始使用平台化的开发模式，并且开始关注智能手机芯片产品的生命周期和技术更迭周期，致力于协调好两者之间的平衡。智能手机的主流芯片产品都开始引入SDR技术，并且很多供应商也通过直接购买IP授权方式、直接收购等方式来获取SDR技术的知识产权。因此，SDR技术将成为新一代智能手机芯片产品的必备技术。

2.3 手机内存

新一代智能手机的手机内存在当前的背景下依然朝着大容量的方向发展，从最开始的1 G、2 G内存发展到了现在64 G、128 G内存。在核心技术层面上，智能手机的手机内存相关内容并没有得到本质上的革新，基本上还停留在现有技术体系的不断完善方面。在2014年的时候，WIDE I/O 2代产品开始取代了一代产品，并且解决了一代产品在智能手机使用过程中由于散热性能等不足而引发智能手机出现容易发热的问题。就目前的现状来看，WIDE I/O系列产品在手机内存相关领域依然具有较强的应用空间，对比与其他产品来说，WIDE I/O系列产品凸显出了显著的功耗优势和带宽能力。

2.4 无线连接芯片

无线连接芯片主要关系着智能手机的WiFi、BT、FM等各个功能，同时这些功能也是智能手机必备的功能。目前我国智能手机行业的竞争非常激烈，使得智能手机的价格也持续走低，给所有手机厂商都带来了较大的成本压力。这个时候，如果能够积极研发无线连接芯片技术，就能够形成集成化的连接性芯片，有效降低了智能手机芯片产品的成本。就目前智能手机芯片产品的具体技术分类来看，无线连接芯片应该能够将WiFi、蓝牙4.0、GPS等多种技术连接在一起，并且让每一种功能芯片都成为无线连接芯片中的一个模块。在未来的发展中，无线连接芯片必然是新一代智能手机芯片产品的核心技术，并且当前主流的SOC芯片也是未来智能手机在这方面的重要发展方向。

2.5 芯片封装技术

从新一代智能手机芯片产品的发展现状来看，手机芯片产品在未来还会朝着集成化的方向发展。但每一个芯片的制作工艺和技术层次不同，使得各个芯片对于SIP封装的要求也有所区别。智能手机芯片的传统SIP封装基本上还处于2D的范畴，即进行各类平铺和堆叠等操作来完成芯片的封装。这种封装技术在当今时代已经不再适用，很多手机厂商都开始考虑研发并推广2.5D和3D的封装技术。这主要是因为新一代智能手机的尺寸正处于扁平化发展，不适合在进行堆叠等封装操作。在这种背景下，以硅通孔技术为主的现代芯片封装技术已经开始得到重视。但在现阶段，这种新型芯片封装技术的工艺还比较复杂，很难真正在所有智能手机产品中推广，通常都用于那些高端智能手机产品中。

3 结束语

智能手机虽然在当前的社会背景下得到了较好的发展与普及，但是同时也面临着诸多挑战。特别是人们对于智能手机多样化性能的需求，必然会导致智能手机芯片的制作要求越来越高，并且在整体性能上应该向PC靠拢。在这种情况下，我们就应该在当前做好智能手机芯片产品关键技术的整合分析，能够优化手机芯片的诸多技术，在降低芯片制作难度的同时也能够很好的拓展芯片的性能。这样以后，我国智能手机产业就会慢慢拉近跟发达国家之间的差距，最终跟上时代的发展潮流。